CN220439730U - 一种电动汽车电池包冷启动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车电池包冷启动装置，应用于提高电池包热管理效率，包括电池包，所述电池包由若干电池单体并列组合而成，所述电池单体的顶端为外电极，所述外电极的两侧设置热电陶瓷，所述热电陶瓷的顶端一侧设置电源端，所述热电陶瓷与外电极之间设置电绝缘薄膜，所述热电陶瓷用来加热外电极，由外电极将温度传导入电池单体的电芯内部。本实用新型能够实现新能源电池在低温环境快速启动，耗能更少，解决锂电池低温充电放电的困难，扩展电动汽车使用区域。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车电池冷启动的技术领域，更加具体地说，是涉及一种电动汽车电池包冷启动装置。
背景技术
新能源汽车电池在低温环境下启动困难或启动能耗大是目前新能源汽车电池研发需要解决的重要问题。
国内对新能源电池冷启动做得最好的水平，采用的是外部加热，平均水平是达到低温启动需要6分钟，耗能5％。可以看出，不管是内部加热和外部加热，达到充放电温度的速度和能耗巨大。
现有技术都是通过热传导对电池单体，或电池模组，或电池包整体的外部包装进行供热。通过热传导，以保持电池内部电解液在合适的温度环境下可靠地工作。电池的包装有硬壳包装和软包装，硬包装有金属壳体和非金属壳体，软包装为电绝缘薄膜外层，采用密封的方式。而电芯结构有层叠型和卷绕型，电池的正极是由铝箔上涂布正极材料组成，负极是由铜箔上涂布负极材料组成，正负极间有隔膜相隔，并充满电解液。隔膜是多孔聚合物塑料，怕热。电芯内部与外包装都要求电绝缘。电绝缘材料导热性比较差，相对于金属，导热系数低很多。所以，通过外包装绝缘材料的热传导，对电芯加热，效率较低，反应时延长，控制精度也差。如果是附加采用冷却板等系统，将会使电池包整体结构复杂，重量增加。尤其在北方冬天，低温环境下电池充放电困难，汽车冷启动差，也充不进电。也有采用电池单体外包装粘贴电热膜等方式，但是为了实现绝缘和保温的效果，整个电池包体积增大，重量增加。如果是采用液体加热的方式进行电池升温，加工费也会相应增加。
发明内容
发明目的：针对现有电池低温环境下启动困难的缺陷问题，本实用新型采用热电陶瓷对电池单体的外电极进行热传导，利用外电极与电芯内部极板是相同金属材料，物理连通的特点，直接将热量从热电陶瓷传递进电池单体内部，使电池包内部的电解液达到合适的工作温度，实现低温环境下电池正常启动，实现启动低功耗和快速响应，电池包热管理效率。
为了实现上述发明目的，本实用新型设计了一种电动汽车电池包冷启动装置，应用于提高电池包热管理效率，包括电池包，所述电池包由若干电池单体并列组合而成，所述电池单体的顶端为外电极，所述外电极的两侧设置热电陶瓷，所述热电陶瓷的顶端一侧设置电源端，所述热电陶瓷与外电极之间设置电绝缘薄膜，所述热电陶瓷用来加热外电极，由外电极将温度传导入电池单体的电芯内部。
所述电池单体的内部由正负电极板涂布电极材料构成，正负极板由铝箔或铜箔制成，外电极和电池单体内部的正负电极板金属物理硬连接，通过外电极热传导到电芯内部，形成热通路。
进一步地，本实用新型采用的进一步的技术方案为：所述电池单体的电芯外包装为绝缘保温层。
根设置加热模块与热电陶瓷连接，所述热电陶瓷用来加热外电极，由外电极将温度传导入电池单体的电芯内部。本实用新型直接对电池单体的外电极进行热传导，利用极耳与电芯内部极板是相同金属材料物理连接相通的特点，能直接将热量传入电芯内部，使电解液保持正确工作温度。金属铜和铝的导热系数极大，铜：397W/mK，铝是237W/mk，而大部分的绝缘材料和电池的外包装材料导热系数应该小于1W/mk或特殊材料，导热系数也不会大于10W/mk。
由于电芯内部电极板与电解液的接触紧密而均布，传热距离极短，金属铜和铝传热快，所以这种方法所需功率小，反应速度快，控制精度高。
热电陶瓷用来加热外电极作用快，功耗低，热效率大于1，直接从外电极周围环境吸热，传导入电芯内部。当电池进入正常充放电温度后，电芯内部有新的热量产生，维持正常工作，不会造成电池包内部积聚过多热量。可以采用汽车低压12V常规铅酸电池供电，所需功率在瓦级，一般在零下30度环境可工作。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
(1)、本实用新型能够实现新能源电池在低温环境快速启动，耗能更少，解决锂电池低温充电放电的困难，扩展电动汽车使用区域。
(2)、本实用新型显著提高了电池包热管理效率，低耗能，轻量化，低温环境下冷启动耗能少，时延短(缩短10倍以上)，作用直接，整体重量轻。
附图说明
图1为本实用新型一种电动汽车电池包冷启动装置的顶端示意图。
图2为本实用新型一种电动汽车电池包冷启动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过一个最佳实施案例，对本技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施案例。
如图1、2所示，一种电动汽车电池包冷启动装置，应用于提高电池包热管理效率，包括电池包，所述电池包由若干电池单体5并列组合而成，所述电池单体5的顶端为外电极1，所述外电极1的两侧设置热电陶瓷4，所述热电陶瓷4的顶端一侧设置电源端3，所述热电陶瓷4与外电极1之间设置电绝缘薄膜2，所述热电陶瓷4用来加热外电极1，由外电极1将温度传导入电池单体5的电芯内部。
所述电池单体5的内部由正负电极板涂布电极材料构成，正负极板由铝箔或铜箔制成，外电极1和电池单体5内部的正负电极板金属物理硬连接，通过外电极1热传导到电芯内部，形成热通路。
所述电池单体5的电芯外包装为绝缘保温层。
设置加热模块与热电陶瓷4连接。
以上所述仅是本新型方案的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型方案原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种电动汽车电池包冷启动装置，应用于提高电池包热管理效率，包括电池包，所述电池包由若干电池单体(5)并列组合而成，所述电池单体(5)的顶端为外电极(1)，其特征在于：所述外电极(1)的两侧设置热电陶瓷(4)，所述热电陶瓷(4)的顶端一侧设置电源端(3)，所述热电陶瓷(4)与外电极(1)之间设置电绝缘薄膜(2)，所述热电陶瓷(4)用来加热外电极(1)，由外电极(1)将温度传导入电池单体(5)的电芯内部。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包冷启动装置，其特征在于：所述电池单体(5)的内部由正负电极板涂布电极材料构成，正负极板由铝箔或铜箔制成，外电极(1)和电池单体(5)内部的正负电极板金属物理硬连接，通过外电极(1)热传导到电芯内部，形成热通路。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包冷启动装置，其特征在于：所述电池单体(5)的电芯外包装为绝缘保温层。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包冷启动装置，其特征在于：设置加热模块与热电陶瓷(4)连接。
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